Conceptos Clave sobre Tolerancias y Ajustes en Fabricación Mecánica

Definiciones Básicas

• Eje: Cualquier cilindro o pieza prismática que se debe acoplar en el interior de otro elemento.
• Agujero: Cualquier alojamiento prismático o cilíndrico.
• Tolerancia o zona de tolerancia: Margen de error admisible en la fabricación respecto a la medida nominal y forma geométrica de una pieza. Se indica numérica o simbólicamente.
• Medida real o efectiva: Dimensión que verdaderamente tiene la pieza una vez fabricada. Para que la pieza sea aceptable, su valor debe estar comprendido entre las medidas máxima y mínima definidas por la tolerancia.
• Diferencia superior: Diferencia algebraica entre la medida máxima y la nominal.
• Diferencia inferior: Diferencia algebraica entre la medida mínima y la nominal.
• Línea de referencia o línea cero: Corresponde a la medida nominal. A ella se refieren todas las demás.
• Acoplamiento o ajuste: Unión entre dos piezas, ejes y agujeros.
• Juego: Se produce cuando el agujero es mayor que el eje. Podemos calcular el juego máximo y mínimo que puede tener lugar entre las piezas.
• Juego máximo: Diferencia entre la medida máxima del agujero y la medida mínima del eje.
• Juego mínimo: Diferencia entre la medida mínima del agujero y la medida máxima del eje.
• Apriete máximo: Diferencia entre la medida máxima del eje y la medida mínima del agujero.
• Apriete mínimo: Diferencia entre la medida mínima del eje y la medida máxima del agujero.
• Tolerancia de un ajuste: Suma de las tolerancias individuales del eje y del agujero.

Tipos de Ajuste

• Móvil: Existe juego. En estos ajustes, la tolerancia del ajuste es igual a la diferencia entre el juego máximo y el mínimo.
• Fijo: Siempre existe apriete. En estos ajustes, la tolerancia del ajuste es igual a la diferencia entre el apriete máximo y el mínimo.
• Indeterminado: Según la tolerancia que tenga el eje y el agujero, puede ser fijo o móvil.

Sistema ISO: Ventajas y Normas

Ventajas del Sistema ISO:

• Reducción del número de utillajes para la fabricación y comprobación de piezas.
• Evita los trabajos posteriores de ajuste o ensamblaje de piezas terminadas, facilitando el montaje, desmontaje y la fabricación de grandes cantidades de piezas de recambio.
• Simplifica los trabajos de verificación y control de calidad de las piezas y máquinas.

Normas del Sistema ISO:

• Temperatura de medición en 20ºC.
• La unidad de medida es el milímetro (mm) y la de tolerancia es la milésima o la micra.
• Medidas nominales de 1 a 500 mm distribuidas en dos grupos: una zona principal y otra intermedia.

Tolerancias de Posición y Geométricas

Tolerancias de Posición

Las tolerancias de posición delimitan las diferencias admisibles entre la situación relativa de dos o más partes de una pieza o de dos piezas, una de las cuales se toma como referencia respecto de la posición ideal indicada en el plano. Para su verificación, se utilizan máquinas que toman como referencia líneas, superficies o piezas que han de ser geométricamente tan perfectas como sea posible. Las tolerancias de posición se fijan mediante una zona de tolerancia dentro de la cual han de quedar los elementos geométricos reseñados.

Paralelismo

El paralelismo es la calidad de paralelo que existe entre una recta o un plano respecto a un elemento de referencia.

• Respecto a un plano: La zona de tolerancia queda determinada por el espacio comprendido entre dos planos paralelos al plano de referencia y separados a una distancia t.
• Respecto a una recta: La zona de tolerancia queda determinada por un cilindro de diámetro “t” y cuyo eje es paralelo a la línea de referencia.

Perpendicularidad

La perpendicularidad es la calidad de perpendicular de una recta o de un plano con relación a un elemento de referencia que puede ser un plano o una recta.

• Plano - plano: La zona de tolerancia queda comprendida entre dos planos, paralelos entre sí, separados a una distancia “t” y perpendiculares a un plano de referencia.
• Una recta - plano o recta: La zona de tolerancia para la posición de una recta queda delimitada dentro de un cilindro recto de diámetro “t”, cuyo eje es perpendicular al plano o a la recta tomada como referencia.

Inclinación

La inclinación hace referencia a la aproximación que tiene un plano o una recta a un ángulo deseado respecto a otro plano o recta tomados como referencia.

• Plano – Plano: La zona de tolerancia se especifica mediante una zona delimitada por dos planos paralelos separados a una distancia “t” que forman un ángulo de inclinación exacto.
• Recta-plano o recta: La zona de tolerancia queda determinada por un cilindro recto de diámetro t, cuyo eje forma un ángulo exacto respecto a la línea o plano de referencia.

Posición

La posición es el grado de exactitud en la situación de un punto, en un plano o en el espacio. La zona de tolerancia de la situación del punto estará en función del plano o el espacio. Se utiliza un círculo de diámetro t para delimitar la zona de tolerancia de la posición de un punto en un plano. En el espacio es una esfera.

Concentricidad

La concentricidad es el grado de aproximación de la posición del centro de una circunferencia o círculo respecto a lo ideal. Se delimita la zona de tolerancia con un círculo de diámetro t.

Coaxialidad

La coaxialidad es el grado de coincidencia de los ejes de dos cilindros rectos. La zona de tolerancia está determinada por un cilindro de diámetro t que tiene como eje el mismo del cilindro tomado como referencia.

Tolerancias Geométricas

Las tolerancias geométricas expresan el error admisible en la forma y en la posición de las superficies que delimitan la pieza y aseguran, al igual que las tolerancias dimensionales, su funcionalidad e intercambio. Se dividen en tolerancias de forma y de posición.

Tolerancias de Forma

Se refieren a las características que han de tener las líneas y superficies de una pieza consideradas de forma aislada: rectitud, planitud, redondez, cilindricidad y exactitud de un perfil o de una superficie cualquiera.

• Rectitud: Evalúa la propiedad que tiene una línea de ser recta. El grado de rectitud deseado se indica por la diferencia máxima admisible respecto de una línea recta ideal. Zona de tolerancia: Determinada por un cilindro recto de diámetro t cuyo eje teórico es la recta ideal.
• Planitud: Propiedad de una superficie de ser plana. La calidad de planitud se indica mediante la diferencia máxima admisible respecto de cualquiera de los puntos de una superficie plana ideal. Zona de tolerancia: Delimitada por dos superficies planas ideales paralelas entre sí y separadas a una distancia t.
• Redondez: Aproximación a una forma circular perfecta. El grado de redondez se indica con la diferencia máxima admisible respecto de una circunferencia ideal. Zona de tolerancia: Definida por dos circunferencias concéntricas ideales separadas por una distancia t.
• Cilindricidad: Define la aproximación de la superficie lateral de una pieza cilíndrica a la de un cilindro recto ideal. Zona de tolerancia: Determinada entre dos cilindros rectos concéntricos ideales separados a una distancia t.
• Exactitud de un perfil: Indica el grado de aproximación de un perfil a una forma teórica deseada. Zona de tolerancia: Definida mediante una superficie cilíndrica ideal de diámetro t cuyo eje es la línea deseada.
• Exactitud de una superficie: Se refiere a la calidad y forma de esta. Zona de tolerancia: Espacio comprendido entre dos planos ideales y paralelos separados a una distancia t.